王健勝　王婕　梁亞紅　宋淑利　劉麗君　趙干卿 　 劉沛松　楊風(fēng)嶺

摘要：以國(guó)內(nèi)外9個(gè)苜蓿品種為材料，對(duì)其株高、主莖節(jié)數(shù)、葉面積、葉長(zhǎng)、葉寬、分枝數(shù)、根長(zhǎng)7個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，不同苜蓿品種間主要農(nóng)藝性狀均存在顯著差異，其中游客、公農(nóng)2號(hào)品種的農(nóng)藝性狀綜合表現(xiàn)最好；苜蓿不同性狀間的相關(guān)性較差，除葉片性狀外，其余性狀間均未達(dá)顯著水平；主成分分析顯示，排名前3的主成分為葉片因子、主莖節(jié)因子、分枝因子；以農(nóng)藝性狀為基礎(chǔ)對(duì)苜蓿品種作聚類分析，9個(gè)苜蓿品種被劃分為3個(gè)類群。研究結(jié)果將為苜蓿引種、品種選育、種質(zhì)資源科學(xué)評(píng)價(jià)提供有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞：苜蓿；農(nóng)藝性狀；主成分分析；聚類分析

中圖分類號(hào)：S541+.102 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）07-0241-03

苜蓿（Medicagosative L.）是多年生豆科植物[1]，具有廣泛的生態(tài)適應(yīng)性和穩(wěn)定的生產(chǎn)力，是世界上栽培最早、分布面積最廣的優(yōu)良豆科牧草之一。苜蓿在我國(guó)已有2 000多年的栽培歷史，南、北方均有種植。苜蓿不僅具有較高的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及較強(qiáng)的抗逆性，而且具備良好的固氮功能，因此，除了作為重要的蛋白質(zhì)牧草外，苜蓿在水土保持[2]、土壤改良[3]、生態(tài)環(huán)境改善[4]等方面也發(fā)揮著重要作用。苜蓿主要農(nóng)藝性狀的分析是苜蓿引種、親本選配及相關(guān)遺傳研究的重要基礎(chǔ)。為有效開(kāi)展不同區(qū)域苜蓿品種的引進(jìn)，并對(duì)不同苜蓿品種進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，相關(guān)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了較多研究。武自念等對(duì)國(guó)內(nèi)外12個(gè)苜蓿品種的6個(gè)農(nóng)藝性狀作了主成分分析，篩選出貢獻(xiàn)率較高的3個(gè)主成分，并在此基礎(chǔ)上對(duì)12份苜蓿材料作了系統(tǒng)聚類分析[5]。曹宏等開(kāi)展了22個(gè)紫花苜蓿品種的引種試驗(yàn)和生產(chǎn)性能評(píng)價(jià)，結(jié)果表明甘農(nóng)2號(hào)、苜蓿王、新疆苜蓿、甘農(nóng)3號(hào)等品種的綜合評(píng)價(jià)較好，可根據(jù)不同生態(tài)環(huán)境及種植目標(biāo)進(jìn)行適宜種植[6]。衣蘭智等對(duì)不同苜蓿品種在青島地區(qū)的適應(yīng)性作了分析，綜合評(píng)價(jià)表明23個(gè)苜蓿品種中WL323、牧歌401、馴鹿3個(gè)品種的綜合生產(chǎn)性能較好，適宜在青島地區(qū)輔以膜側(cè)種植模式進(jìn)行大面積推廣[7]。國(guó)內(nèi)其他學(xué)者也對(duì)苜蓿農(nóng)藝性狀作了較多研究[8-10]。雖然關(guān)于苜蓿農(nóng)藝性狀的研究較多，但由于不同研究苜蓿材料的特異性及研究目標(biāo)的特定性，其研究結(jié)果只適用于特定苜蓿研究材料，對(duì)其他苜蓿品種的引進(jìn)和評(píng)價(jià)意義不大。為此，本研究以5個(gè)國(guó)外品種、4個(gè)國(guó)內(nèi)品種為研究對(duì)象，對(duì)其主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行初步探討，以期為這些苜蓿品種的引種推廣及相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料的9個(gè)苜蓿品種中，三得利、42IQ、游客、賽迪7、5S43為5個(gè)國(guó)外引進(jìn)品種，均由百綠國(guó)際草業(yè)有限公司提供；公農(nóng)1號(hào)、公農(nóng)2號(hào)、伊犁苜蓿、獵人河苜蓿為4個(gè)國(guó)內(nèi)育成品種，均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所提供。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于河南省平頂山市魯山縣昭平湖丘陵區(qū)進(jìn)行，地理位置為112°14′E、33°34′N，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬冷夏熱。年均總?cè)照諘r(shí)數(shù)1 868～2 378 h，年均氣溫14.8 ℃，年均降水量1 050 mm，無(wú)霜期209 d。試驗(yàn)地土壤肥力較差。

1.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查

本研究對(duì)苜蓿的7個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行測(cè)定，包括株高、主莖節(jié)數(shù)、葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、分枝數(shù)、根長(zhǎng)，部分測(cè)定方法是在曹宏等[6]、魏臻武等[11]的方法基礎(chǔ)上略作調(diào)整得到。株高：從地面根頸部至植株頂部的絕對(duì)高度，各品種隨機(jī)測(cè)量20株并取平均值；主莖節(jié)數(shù)：從第1節(jié)間至第1個(gè)花序間的莖節(jié)數(shù)，各品種隨機(jī)測(cè)量20條主枝并取平均值；葉長(zhǎng)：葉片最長(zhǎng)處的長(zhǎng)度，各品種隨機(jī)測(cè)量20張葉片并取平均值；葉寬：葉片最寬處的寬度，各品種隨機(jī)測(cè)量20張葉片并取平均值；葉面積：采用通用公式進(jìn)行估算，葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×k（系數(shù)）；分枝數(shù)：地表根莖部形成的分枝數(shù)，各品種隨機(jī)測(cè)量20個(gè)單株并取平均值；根長(zhǎng)：?jiǎn)沃曛鞲拈L(zhǎng)度，各品種隨機(jī)測(cè)量20個(gè)單株并取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)分析；采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行性狀主成分分析；采用DPS 9.05軟件進(jìn)行性狀相關(guān)性及品種聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿農(nóng)藝性狀的基本描述分析

對(duì)9個(gè)苜蓿品種的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行比較分析（表1）發(fā)現(xiàn)，苜蓿品種間的主要農(nóng)藝性狀均存在顯著性差異，但不同性狀的表現(xiàn)不盡相同。在株高方面，表現(xiàn)最為突出的游客品種高達(dá)33.77 cm，而株高最低的獵人河品種僅為21.22 cm，所有品種的平均株高為25.91 cm，品種間株高極差高達(dá)12.55 cm。主莖節(jié)數(shù)公農(nóng)2號(hào)品種最多，達(dá)到12.50個(gè)，而最少的賽迪7品種只有7.83個(gè)，各品種的主莖節(jié)數(shù)均值為1022個(gè)，表現(xiàn)較好。品種間葉片性狀方面差異最大的為葉面積，其次是葉寬，葉長(zhǎng)的變化最小。其中5S43品種的葉面積、葉寬分別為128.11 mm2、10.83 mm，表現(xiàn)均為最好；而游客品種的葉長(zhǎng)最突出，為15.83 mm。各品種的分枝數(shù)表現(xiàn)均較差，最多、最少分別為3.50、2個(gè)，但分枝數(shù)在各品種間的變化卻是最大的。各品種的根長(zhǎng)整體表現(xiàn)相對(duì)較好，平均根長(zhǎng)為15.24 cm，其中公農(nóng)2號(hào)品種最長(zhǎng)，而賽迪7品種最短。變異系數(shù)作為一種綜合指標(biāo)，可較好地反映出性狀在品種間的變化程度，本試驗(yàn)中不同性狀的變異系數(shù)差異較大，其中分枝數(shù)的變異系數(shù)最大，其次是葉面積、主莖節(jié)數(shù)、根長(zhǎng)，而葉長(zhǎng)、葉寬的變異系數(shù)最小。

2.2 苜蓿不同性狀的相關(guān)性分析

性狀的相關(guān)性分析可揭示不同性狀間的關(guān)系，為苜蓿的研究提供一定依據(jù)。由表2可知，各農(nóng)藝性狀間相關(guān)性較差，除葉面積與葉長(zhǎng)、葉寬，以及葉長(zhǎng)與葉寬間達(dá)到顯著性水平，其余性狀均未達(dá)顯著性水平?？梢?jiàn)，多數(shù)苜蓿性狀間相互影響的程度較小，一個(gè)性狀的選擇不會(huì)對(duì)其他性狀產(chǎn)生較大影響，此關(guān)系對(duì)性狀的有效選擇培育較為有益。葉片性狀作為苜蓿研究的重要目標(biāo)之一，葉面積、葉長(zhǎng)、葉寬間的相關(guān)性均較高，且葉長(zhǎng)、葉寬間的相關(guān)性達(dá)顯著水平，可見(jiàn)，選擇較長(zhǎng)葉片可同時(shí)實(shí)現(xiàn)葉寬的增加。

2.3 苜蓿性狀主成分分析

主成分分析有助于掌握不同性狀的表現(xiàn)情況，為苜蓿品種的綜合評(píng)價(jià)提供有效依據(jù)。試驗(yàn)對(duì)7個(gè)苜蓿性狀進(jìn)行主成

分分析，發(fā)現(xiàn)在解釋苜蓿表型性狀方差中，不同成分所發(fā)揮的作用差異明顯，前3個(gè)成分累積解釋方差占總方差的86566%，應(yīng)將其作為主成分并進(jìn)一步分析（表3）。關(guān)于不同農(nóng)藝性狀對(duì)主成分貢獻(xiàn)的大小，通常性狀特征向量越大，則該性狀對(duì)主成分的貢獻(xiàn)越大。第1主成分中特征向量最大的是葉面積，其次是葉長(zhǎng)、葉寬，因此第1主成分是葉片因子，隨著第1因子的增大，株高、主莖節(jié)數(shù)均有所增加，但分枝數(shù)、根長(zhǎng)則有所減小。第2主成分中特征向量最大的是主莖節(jié)數(shù)，因此第2主成分被稱為主莖節(jié)因子。從第3主成分中不同性狀的表現(xiàn)來(lái)看，分枝因子可作為第3主成分（表4）。通過(guò)葉片因子、主莖節(jié)因子、分枝因子的綜合利用，可對(duì)不同苜蓿品種進(jìn)行客觀全面的評(píng)價(jià)。

2.4 不同苜蓿品種的聚類分析

以7個(gè)主要農(nóng)藝性狀為基礎(chǔ)，采用歐氏距離法對(duì)9個(gè)苜蓿品種進(jìn)行聚類分析（圖1）。9個(gè)品種可被劃分為3類，第1類苜蓿品種最多，由3個(gè)國(guó)內(nèi)品種、3個(gè)國(guó)外品種組成，其中國(guó)外品種三得利、塞迪7具有較近的親緣關(guān)系而被聚在一起，而國(guó)內(nèi)品種獵人河、公農(nóng)1號(hào)、伊犁與國(guó)外品種42IQ間具有較近的親緣關(guān)系。公農(nóng)2號(hào)品種與其他苜蓿品種間均具有較遠(yuǎn)的親緣關(guān)系，因此單獨(dú)構(gòu)成第2類群。第3類群由5S43和游客2個(gè)國(guó)外品種組成。不同苜蓿品種的聚類分析結(jié)果可為苜蓿育種中親本選配提供有效依據(jù)。

3 結(jié)論與討論

前人對(duì)苜蓿農(nóng)藝性狀的研究主要集中于產(chǎn)量及其相關(guān)性狀[6，11-13]，而苜蓿其他農(nóng)藝性狀的研究相對(duì)較少，這將對(duì)苜蓿品種的綜合評(píng)價(jià)產(chǎn)生一定影響。本研究既選取株高、主枝數(shù)等與苜蓿產(chǎn)量相關(guān)的性狀，又對(duì)葉片性狀、主莖節(jié)數(shù)、根長(zhǎng)等苜蓿主要性狀作了分析，多種類型苜蓿農(nóng)藝性狀的運(yùn)用可獲得更詳細(xì)的生長(zhǎng)特性信息，進(jìn)而為綜合評(píng)價(jià)苜蓿品種提供有效依據(jù)。以往關(guān)于苜蓿葉片性狀的研究甚少，葉片不僅是光合作用的主要器官，也是優(yōu)良飼料的主要組分之一，對(duì)苜蓿的生長(zhǎng)、應(yīng)用價(jià)值均較為關(guān)鍵，研究葉片性狀對(duì)苜蓿品種的分析有著重要意義。研究結(jié)果表明，不同苜蓿品種間的葉片性狀存在較大差異，其中葉面積的差異尤為明顯，而葉長(zhǎng)、葉寬間的相關(guān)性達(dá)顯著水平。此結(jié)論對(duì)于苜蓿育種有著重要意義，可指導(dǎo)培育出葉面積、葉長(zhǎng)、葉寬均較為理想的優(yōu)良苜蓿品種。試驗(yàn)中所有苜蓿品種的株高、分枝數(shù)表現(xiàn)均較差，這可能與本研究的苜蓿種植區(qū)域位于低山丘陵山區(qū)有關(guān)，此地的水分、土壤等環(huán)境因子較差，且苜蓿種植時(shí)間較短，這些因素均會(huì)對(duì)苜蓿農(nóng)藝性狀產(chǎn)生較大影響。從國(guó)內(nèi)外苜蓿品種所有農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)來(lái)看，國(guó)外品種優(yōu)于國(guó)內(nèi)品種，其中國(guó)外品種游客、國(guó)內(nèi)品種公農(nóng)2號(hào)的表現(xiàn)相對(duì)最好。該研究結(jié)果不僅為苜蓿品種的引進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)，也為苜蓿親本選配、種質(zhì)資源評(píng)價(jià)利用、相關(guān)遺傳研究提供有效信息。

參考文獻(xiàn)：

[1]耿華珠，黃文惠，劉自學(xué)，等. 中國(guó)苜蓿[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1995.

[2]楊吉華，張光燦，劉 霞，等. 紫花苜蓿保持水土效益的研究[J]. 土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào)，1997，3（2）：91-96.

[3]Hu S L，Jia Z K，Wan S M. Soil moisture consumption and ecological effects in alfalfa grasslands in Longdong area of Loess Plateau[J]. Transactions of the CSAE，2009，25（8）：48-53.

[4]何有華. 紫花苜蓿在隴中地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)中的作用分析[J]. 草業(yè)科學(xué)，2002，19（7）：17-18.

[5]武自念，魏臻武，雷艷芳，等. 12份苜蓿農(nóng)藝性狀的主成分及聚類分析[J]. 草原與草坪，2011，31（1）：50-53.

[6]曹 宏，章會(huì)玲，蓋瓊輝，等. 22個(gè)紫花苜蓿品種的引種試驗(yàn)和生產(chǎn)性能綜合評(píng)價(jià)[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（6）：219-229.

[7]衣蘭智，李長(zhǎng)忠，劉洪慶，等. 不同苜蓿品種在青島地區(qū)的適應(yīng)性[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（2）：147-155.

[8]于林清，何茂泰，王照蘭，等. 多葉型苜蓿材料的穩(wěn)定性及其農(nóng)藝性狀[J]. 中國(guó)草地，1998（3）：6-8.

[9]劉偉偉，米福貴，閆利軍，等. 苜蓿新品系內(nèi)農(nóng)1號(hào)農(nóng)藝性狀的研究[J]. 草原與草坪，2013，33（3）：1-4，10.

[10]徐玉鵬，趙忠祥，王秀領(lǐng)，等. 紫花苜蓿品質(zhì)性狀和農(nóng)藝性狀的相關(guān)性研究[J]. 草業(yè)科學(xué)，2008，25（7）：46-49.

[11]魏臻武，符 昕，曹致中，等. 苜蓿生長(zhǎng)特性和產(chǎn)草量關(guān)系的研究[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2007，16（4）：1-8.

[12]田福平，路 遠(yuǎn)，張小甫，等. 苜蓿新品種（系）的抗旱性綜合評(píng)價(jià)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（1）：160-163，217.

[13]云 嵐，云錦鳳，米福貴，等. 苜蓿新品系產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀初報(bào)[J]. 中國(guó)草地，2002，24（6）：13-20.